北莫寒
我們與鬣狗、大象和獾一樣,會把細菌的氣味釋放到周圍的空氣中。與此同時,我們也在釋放細菌本身。我們每觸摸一件東西,就會在上面留下微生物印記。我們每次走路、談話、刮擦物體表面、攪動什么東西或者打噴嚏時,都會向周圍釋放一團帶有個人特色的微生物。每個人每小時大約會噴出3700萬個細菌,這意味著我們的微生物組不僅處于身體內部,還會不斷地擴散到周圍的環境中。
杰克·吉爾伯特是一位生態學家,為了分析細菌,他擦拭了家里的開關、把手、廚房料理臺、臥室地板,還有自己的手、腳和鼻子。他每天都這么做,并持續6個星期。他還招募了另外6組家庭,包括單身人士、夫婦和帶小孩的家庭。這項名為“家庭微生物組計劃”的研究表明,每個家庭都有自己獨特的微生物組,其中的大部分組成來自居住其中的每個人。他們手上的微生物會附著在開關和把手上,腳上的微生物會覆滿地板,皮膚上的微生物則蹭到了廚房臺面上。所有這一切都以驚人的速度發生。其中3名志愿者在研究過程中變更了住處,而他們的新住所也迅速繼承了老房子里的微生物特性,即使換去酒店也是如此。在進入新環境的24小時內,我們便用自己的微生物覆蓋了這些地方,把它們變成自身的映射。當別人試圖讓你覺得“賓至如歸”時,你其實沒什么自主權,因為微生物會首先制造一個“家”。
吉爾伯特想要了解這些現象。他想成為全人類的人體邊檢員,想確切地知道哪些微生物進入了我們的身體以及它們是從哪里來的,又有哪些微生物離開以及它們要去哪里。但人類本身讓他很難開展這項工作。我們會與許多不同的對象打交道,與不同的人交流,去許多地方。所以,要追蹤任何一個特定微生物的路徑,簡直是一場噩夢。這就是為什么他后來轉而去研究海豚。

在美國謝德水族館的海豚展覽區,研究者每天都為海豚進行測量研究,一直重復了6個星期。吉爾伯特表示:“它們是真實的動物,與自己真實的微生物組一起生活在真實的環境中,我們已經為這些環境中所有的微生物,以及它們與微生物之間的互動編目。”這應該能夠為他提供一個前所未有的視野,可以觀察動物體內與外界所有微生物之間的聯系。
水族館正在開展多個類似的項目,并收取一定費用以改善動物的生活條件。謝德負責動物健康方面的副主管比爾·范·波恩說,海洋館共有約1360萬升水,之前每三小時就要通過一個維持生命的循環系統進行清潔和過濾。“你知道推動這些水循環需要耗費多少能量嗎?為什么我們要這樣頻繁地操作?因為我們需要維持水體干凈,這絕對是最好的保障,”他接著說,“但是我們退了幾步,只凈化了一半的水。你猜怎么著?什么都沒發生!實際上,水的化學狀況和動物的健康狀況反而得到了改善!”
波恩懷疑,他們在追求高度清潔的道路上已經走得太遠。過度清潔會導致水族箱環境中的微生物被剝離,無法形成一個成熟、多樣的微生物菌群,并為海藻或其他有害物種創造了生存機會。這聽起來很熟悉不是嗎?因為抗生素給醫院病人腸道帶來的影響也是如此。它們破壞了原生的微生物生態系統,并允許梭菌等與其相抵觸的病原體代替原有的微生物大量繁殖。在這兩種環境中,消毒成了災難而非目標,一個多元化的生態系統要優于貧瘠的生態系統。無論我們談論的是人類腸道還是水族箱,甚至是醫院,這些原則都同樣適用。

隨后,研究者又前往了芝加哥大學醫學院的臨床和科研中心。該醫院于2013年2月正式開放,在此之前,吉爾伯特的學生西蒙·萊克斯帶領一隊研究人員穿過空蕩蕩的走廊,掃過分布于兩個樓層的十間病房和兩個護士站:其中一層樓提供給從非緊急的選擇性手術中恢復過來的病人使用,他們通常只在這里短暫停留;另一層樓則提供給長期住院的病人,例如癌癥患者和接受器官移植手術的人等。但沒有一個房間有人居住,這里唯一的居民是微生物,也是萊克斯團隊想要收集的對象。
他們擦拭了還沒有被人踩過的地板,嶄新的、閃閃發光的床欄和水龍頭,以及折疊得平平整整的床單。他們也從燈的開關、門把手、通風口、電話和鍵盤等處收集樣本。最后,他們為房間安裝數據記錄器,測量光強、溫度、濕度和空氣壓力,還有自動記錄房間是否被占用的二氧化碳監視器,以及探測人們何時進入或離開的紅外傳感器。醫院正式開放后,該團隊仍在繼續工作,每周從房間和住在里面的患者身上收集更多樣本。
正如其他人為新生嬰兒正在發育的微生物組編目一樣,吉爾伯特第一次為一座新建成的大樓中正在形成的微生物組編目。他的團隊忙于分析數據,以了解人類的存在如何改變大樓中微生物的特性,以及環境中的微生物是否已經流回到環境中的人身上。這些問題在醫院環境中顯得尤其重要,因為在那里,微生物的流動攸關生死,甚至會造成大量死亡。在發展中國家,大約有5%至10%入住醫院或其他醫療機構的人,會在住院期間受到不同程度的感染,他們反而在那些意圖讓自己變得更健康的地方得了病。僅在美國,每年就會發生大約170萬起與此相關的感染,以及9萬起死亡事件。這些感染背后的病原體從何而來?水?通風系統?受到污染的設備?醫院工作人員?吉爾伯特打算找出答案。他的團隊積累了龐大的數據量,以支撐他跟蹤病原體的流動,例如從燈的開關到醫生的手,再到病人的床欄。他應該能夠通過這項研究制定出一些方案,以此來減少危及生命的病菌流通。
早在19世紀60年代,約瑟夫·李斯特就在他的醫院中啟用了無菌技術,制定清潔制度,幫助遏制病原體的傳播。諸如洗手這樣的簡單措施,無疑拯救了無數生命。但正如我們過度使用不必要的抗生素,或者恨不得把自己浸泡在抗菌消毒液中一樣,我們過度清潔了所在的建筑物,甚至是醫院。例如,美國一家醫院最近花了大約70萬美元(約合447萬人民幣)來安裝鋪有抗菌物質的地板,盡管沒有證據表明這些措施會奏效。正如海豚水族館和人類的腸道,也許拼命地對醫院進行消毒,會使得建筑物中的微生物組生態失調。也許,我們驅除了阻止病原體生長的無害細菌,無意間構建起了一個更危險的生態系統。